Tin học 12 Bài 12: Các loại kiến trúc của hệ cơ sở dữ liệu

- Với hệ CSDL tập trung, toàn bộ dữ liệu được lưu trữ tại một máy hoặc một dàn máy. Những người dùng từ xa có thể truy cập vào CSDL thông qua một phương tiện tuyền thông dữ liệu. Nói chung có ba kiểu kiến trúc tập trung:

a. Hệ CSDL cá nhân

- Hệ CSDL cá nhân là hệ CSDL có một người dùng, người này vừa thiết kế, vừa tạo lập, vừa cập nhật và bảo trì CSDL, đồng thời cũng là người khai thác thông tin, tự lập và hiển thị các báo cáo.

b. Hệ CSDL trung tâm

Hệ cơ sở dữ liệu trung tâm là hệ CSDL được cài đặt trên máy tính trung tâm, nhiều người dùng từ xa có thể truy cập CSDL thông qua các thiêt bị đầu cuối và các phương tiện truyền thông. Tùy thuộc vào quy mô tổ chức, máy tính trung tâm có thể là một máy hay một dàn máy. Các hệ CSDL trung tâm thường rất lớn và có nhiều người dùng.

Ví dụ: Các hệ thống đăng kí và bán vé máy bay, các hệ thống thông tin của tỏ chức tài chính,...

c. Hệ CSDL khách - chủ

- Trong kiến trúc khách-chủ, các thành phần (của hệ QTCSDL) tương tác với nhau tạp nên hệ thống thành phần yêu cầu tài nguyên và thành phần cấp tài nguyên. Hai thành phần này không nhất thiết phải cài đặt trên cùng một máy tính. 

• Thành phần cấp tài nguyên thường được cài đặt tại một máy chủ trên mạng (cục bộ).
• Còn thành phần yêu cầu tài nguyên có thể cài đặt tại nhiều máy khác trên mạng  (ta gọi là các máy khách).

- Phần mềm QTCSDL trên máy khách quản lí các giao diện khi thực hiện các chương trình.

- Kiến trúc loại này có một số ư­u điểm sau:

• Khả năng truy cập rộng rãi đến các CSDL.
• Nâng cao khả năng thực hiện: các CPU ở máy chủ và máy khách khác nhau có thể cùng chạy song song, mỗi CPU thực hiện một nhiệm vụ riêng của nó.
• Chi phí cho phần cứng giảm do chỉ cần máy chủ có cấu hình mạnh để lưu trữ và quản trị cơ sở dữ liệu.
• Chi phí cho truyền thông được giảm do một phần các thao tác được giải quyết trên máy khách, chỉ cần: yêu cầu về truy cập CSDL gửi đến máy chủ và dữ liệu kết quả gửi về cho máy khách.
• Nâng cao khả năng đảm bảo tính nhất quán của dữ liệu vì các ràng buộc được định nghĩa và kiểm tra chỉ tại máy chủ.
• Kiến trúc này phù hợp với việc mở rộng các hệ thống.

a. Khái niệm CSDL phân tán

- CSDL phân tán là những hệ thống cho phép người dùng truy cập không chỉ dữ liệu đặt tại chỗ mà cả những dữ liệu để ở xa.

- Các hệ CSDL phân tán cho phép truy cập được dữ liệu trong tất cả các đơn vị, dữ liệu được sử dụng nhiều nhất sẽ lưu tại đơn vị sử dụng.

- CSDL phân tán là một tập hợp dữ liệu có liên quan (về mặt logic) được dùng chung và phân tán về mặt vật lí trên một mạng máy tính.

- Một hệ QTCSDL phân tán là một hệ thống phần mềm cho phép quản trị CSDL phân tán và làm cho người sử dụng không nhận thấy sự phân tán về lưu trữ dữ liệu.

- Người dùng truy cập vào CSDL phân tán thông qua chương trình ứng dụng. Các chương trình ứng dụng được chia làm hai loại:

• Chương trình không yêu cầu dữ liệu từ nơi khác.

• Chương trình có yêu cầu dữ liệu từ nơi khác.

- Có thể chia các hệ CSDL phân tán thành 2 loại chính:

• Hệ CSDL phân tán thuần nhất: các nút trên mạng đều dùng cùng một hệ QTCSDL.

• Hệ CSDL phân tán hỗn hợp: các nút trên mạng có thể dùng các hệ QTCSDL khác nhau.

b. Một số ưu điểm và hạn chế của các hệ CSDL phân tán so với các hệ CSDL tập trung

- Ưu điểm:

• Cấu trúc phân tán dữ liệu thích hợp cho bản chất phân tán của nhiều người dùng.

• Dữ liệu được chia sẻ trên mạng nhưng vẫn cho phép quản trị dữ liệu địa phương (dữ liệu đặt tại mỗi trạm)

• Dữ liệu có tính sẵn sàng cao.

• Dữ liệu có tính tin cậy cao vì khi một nút gặp sự cố, có thể khôi phục được dữ liệu tại đây do bản sao của nó có thể được lưu trữ tại một nút khác nữa.

• Hiệu năng của hệ thống được nâng cao hơn.

• Cho phép mở rộng các tổ chức một cách linh hoạt. Có thể thêm nút mới vào mạng máy tính mà không ảnh hưởng đến hoạt động của các nút sẵn có.

- Hạn chế:

• Hệ thống phức tạp hơn vì phải làm ẩn đi sự phân tán dữ liệu đối với người dùng.

• Chi phí cao hơn.

• Đảm bảo an ninh khó khăn hơn.

• Đảm bảo tính nhất quán dữ liệu khó hơn.

• Việc thiết kế CSDL phân tán phức tạp hơn.

Câu 1: “Một người dùng máy tính cá nhân để quản lí thu, chi của gia đình” thì chọn kiến trúc nào của hệ CSDL cho phù hợp?

Hướng dẫn giải

- Hệ CSDL tập trung là mà toàn bộ dữ liệu được lưu trữ tại một máy hoặc một dàn máy.

- Người dùng từ xa có thể truy cập CSDL thông qua các phương tiện truyền thông.

- Có 3 kiểu kiến trúc tập trung: hệ cơ sở dữ liệu cá nhân, trung tâm, khách- chủ.

Vậy “Một người dùng máy tính cá nhân để quản lí thu, chi của gia đình” là hệ CSDL tập trung.

Câu 2: Hệ thống đăng kí và bán vé máy bay sử dụng kiến trúc hệ CSDL nào? Vì sao?

Hướng dẫn giải

Hệ thống đăng kí và bán vé máy bay sử dụng kiến trúc hệ CSDL trung tâm. Vì:

• Hệ CSDL trung tâm là hệ CSDL được cài đặt trên máy tính trung tâm.
• Nhiều người dùng từ xa có thể truy cập CSDL này thông qua các thiết bị đầu cuối và các phương tiện truyền thông.

Câu 1: Phân biệt CSDL tập trung và hệ CSDL phân tán.

Câu 2: Tại sao chi phí phần cứng trong hệ CSDL khách - chủ giảm?

Câu 3: Vì sao nói hiệu năng hệ thống của hệ CSDL phân tán được nâng cao?

Câu 1: CSDL phân tán là một tập hợp dữ liệu có liên quan (về …I… ) được dùng chung và phân tán về mặt …II… trên một mạng máy tính. Hãy chọn từ thích hợp điền vào hai chỗ trống.

A. I là lí thuyết; II là vật lí

B. I là logic; II là hình thức

C. I là tổ chức; II là cài đặt

D. I là logic; II là vật lí

Câu 2: Một hệ QT CSDL phân tán là một hệ thống …I… cho phép quản trị …II… và làm cho người dùng không nhận thấy sự phân tán. Hãy chọn từ phù hợp cho chổ trống.

A. I là hệ CSDL; II là CSDL

B. I là phần mềm; II là CSDL phân tán

C. I là chương trình; II là hệ CSDL

D. I là CSDL; II là CSDL phân tán

Câu 3: Khi dữ liệu tập trung tại một trạm, những người dùng trên các trạm khác có thể truy cập được dữ liệu này, ta nói đó là hệ CSDL gì?

A. Hệ CSDL cá nhân

B. Hệ CSDL phân tán xử lí tập trung

C. Hệ CSDL tập trung xử lí phân tán

D. Hệ QTCSDL phân tán

Câu 4: Hệ thống đăng kí và bán vé máy bay sử dụng kiến trúc hệ CSDL nào?

A. Hệ CSDL phân tán

B. Hệ CSDL khách - chủ

C. Hệ CSDL trung tâm

D. Hệ CSDL cá nhân

Câu 5: Hãy chọn phát biểu đúng khi nói về hệ CSDL tập trung:

A. Trong hệ CSDL khách-chủ, máy khách được bổ sung dễ dàng 

B. Hệ CSDL khách-chủ có hiệu năng hoạt động thấp hơn hệ CSDL trung tâm

C. Hệ CSDL cá nhân có tính an toàn cao hơn hệ CSDL trung tâm

D. Hệ CSDL cá nhân có thể cho nhiều người truy cập cùng lúc

Qua bài học này, các em cần nắm được những nội dung sau:

• Biết được các loại hệ CSDL
• Nắm được ưu điểm và nhược điểm của các hệ CSDL.